减弱器

火星与地球的距离,不再是阻碍了天问一号

发布时间:2023/6/28 15:37:02   

导读:如今天问一号经过七个月的飞行,终于到达火星,已经进入火星停泊轨道,下一步就是最为激动人心的着陆环节了,那么我们不禁要问:火星距离地球这么远,两地之间的信号是怎么传送的?信号衰竭怎么办?

火星与地球之间的距离在不断变化,最近时仅为公里,最远时达到了4亿公里,地球和火星之间要传送信号,只能通过电磁波的方式进行。由于地球和火星之间的距离遥远,电磁波传送信号就面临两个问题:延迟和衰减,以两地最近距离计算,电磁波的传播速度等于光速,每秒钟30万公里,要传播万公里,需要.3秒钟。

如果天文一号发送一条求救信号传送给地球,等地球指令传送过去就需要至少六分钟,如果以4亿公里计算,单程信号的传送时间就达到22.2分钟,往复一次,就需要44.4分钟。

如果每次遇到问题,探测器都需要请示地球的话,那样会延误时期,我们有句古话叫做“将在外,军令有所不受”,所以探测器自身必须具备很强的解决问题的能力。事实上发生信号衰减也是必然的,我们将探测器发射信号的装置看作一个点发射的信号,随着距离增加,会导致覆盖面积更大,但是信号的强度会减弱。

为了捕捉来自遥远火星的信号,就需要建立巨型天线,一般来说巨型天线分为直径30米,40米以及50米,除此之外,我们还研制了亚洲最大单口径的天线,直径达到了70米,而如此庞大的天线,所能接收的信号范围超过了4亿公里,为天问一号与地球的通讯提供了技术支持。

值得一说的是,我们研制的巨型天线采用双曲面反射技术,也就是说信号先经过反射集中到上部的局面上,再经过一次反射集中,两次反射之后,更容易识别和处理分析。

除了大口径天线,信号想要从火星传送到地球,还需要中继站的帮助。由于火星和地球都在自转,无法保证天问一号和地球时刻都能面对面,因此,火星探测器先将信号传送给中继站,中继站再传送到地球,在地球上也需要每隔度设置接收站。林林总总,探索火星是一个复杂且漫长的工程,相信随着科技的发展,我们总有一天可以彻底征服火星。

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